DLT734_2000火力发电厂焊接修复技术导则.doc

-目次 前言1 *围2 引用标准3 焊接修复前的准备4 汽包焊接修复技术5 焊后热处理6 质量检验7 技术文件附录A (提示的附录) 汽包钢的成分、性能附录B (提示的附录) 汽包钢焊接性资料附录C (提示的附录) 焊条成分和性能 1 范围 本标准规定了电站锅炉汽包主焊缝、接收座焊缝和人孔加强圈焊缝的缺陷，汽包筒体的腐蚀、局部疲劳等缺陷的去除，焊接修复，质量检验方法及标准。本标准适用于材质为碳钢、低合金钢，汽包壁厚小于或等于203mm发电用锅炉汽包的焊接修复。本标准也适用于汽包等用焊接方法的局部补强。锅炉集箱、火力发电厂热力系统压力容器的焊接修复也可参照本标准。本标准不适用于大面积的疲劳、应力腐蚀及蠕变裂纹的焊接修复。 2 引用标准 以下标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文，本标准出版时，所示版本均为有效，所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用以下标准最新版本的可能性。 GB 7131997 锅炉用钢板 GBT 332387 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级 GBT 51171995 碳钢焊条 GBT 51181995 低合金钢焊条 GB 1134589 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级 DL 4382000 火力发电厂金属技术监视规程 DL 44091 在役电站锅炉汽包的检验、评定及处理规程 DL 6121996电力工业锅炉压力容器监察规程 DLT 6791999 焊工技术考核规程 DL 500792 电力建立施工及验收技术规*(火力发电厂焊接篇) DLT 50691996 电力建立施工及验收技术规*(钢制承压管道对接焊接接头射线检验篇) 115281 锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤 160983 锅筒制造技术条件 314482 锅炉大口径管座角焊缝超声波探伤 473094 压力容器无损探伤 SD 34089 火力发电厂锅炉压力容器焊接工艺评定规程 3 焊接修复前的准备 3.1 查明汽包所用钢材的牌号，应符合GB713的规定，并收集该钢材的焊接性资料。常用汽包钢的化学成分、机械性能及常用数据见附录A。汽包钢材的焊接性资料见附录B。3.2 对汽包缺陷情况进展全面检验和复检时，应符合DL 438、DL440的要求： a) 应对需焊接修复的缺陷进展复检； b) 当确认汽包缺陷必须焊接修复时，应对汽包进展全面检验； c) 对各筒节和封头进展硬度测量。3.3 焊接材料的选择和准备包括： a) 焊接材料的选择应根据母材的化学成分、机械性能、焊接材料的工艺性能以及修复接头的设计要求和使用性能综合考虑，一般应选用修复部位原来使用的焊材，亦可按表1选用。 b) 焊接材料的质量应符合GBT 5117、GBT 5118或有关标准的规定，并有制造厂的产品合格证明文件。常用焊条、焊丝的化学成分、机械性能见附录C。 c) 修复前应对焊接材料进展严格的工艺性复核，必须确保其工艺性能良好，保管期超过一年的焊条不宜使用。 d) 当汽包与管接头为异种钢时，可以选用成分介于二者之间或与合金含量较低一侧相匹配的焊条或焊丝，汽包焊接修复不宜选用奥氏体不锈钢焊条或焊丝。 表 1 汽包焊接修复选用焊材推荐表 钢材牌号焊条氩弧焊丝型(牌号)号标准号牌号标准号 20g、20KE4315(J427) GB5117 TIGJ50 22g、22K16Mn、19Mn5E5015(J507)(J507L)GB5117TIGJ50 15MnVgE5515G(J557Mo、J557MoV)GB5118  14MnMoVgE7015D2(J707)E7015G(J707Ni)  GB5118   SA299E5515GGB5118  16MnNiMoAE5015G(J507CrNi) GB5118  BHW35E6015GGB5118  18MnMoNbg E6015D1(J607) GB5118  注：汽包焊接处刚性较大，需确保韧性时，可以选用强度等级低一级的焊条 3.4 凡无焊接工艺评定报告的汽包钢材，在修复前应按SD340的规定进展工艺评定，经批准后的焊接工艺评定报告作为制定焊接修复工艺的依据。3.5 汽包焊接修复前，应根据缺陷的实际情况、焊接工艺评定报告、强度削弱、高温工况下筒体与吊架的强度计算结果，以及有关标准的规定，制定合理的焊接修复技术方案，并报省级电力锅炉监察机构批准后实施。3.6 汽包修复前应按批准的焊接修复技术方案要求，认真做好焊前预热、焊后热处理的加热元件、电源、控温和测温等装置的准备，保证修复过程中长时间平安稳定地连续加热和保温，并能可靠地控制各部温度。3.7 汽包修复前应进展焊接工艺验证试验及焊前练习。3.7.1 焊接工艺验证试验及焊前练习应结合实际情况进展： a) 试板材质类别与汽包钢材类别一样(按SD340标准分类)，试板厚度不小于40mm。 b) 焊材、开槽坡口形状及位置应与实际情况类同。 c) 焊接规*及工艺应与工艺评定报告相符。 d) 试板焊后可不进展热处理。 e) 焊后经外观检查、无损探伤和断口检查合格者，即认为焊接工艺验证合格。参加修复的焊工必须按DLT679的规定，经板状试样及相应位置考试合格，并在焊前按的规定进展焊前练习。3.8 修复前，汽包应与热力系统解列，防止汽水进入汽包。3.9 修复汽包用的焊接设备、氩气流量表等均应完好，所用测温仪表、热电偶、电流表、电压表等应按计量法进展检定。3.10 修复前应测量汽包筒体的挠度及圆度，并做好记录。 4 汽包焊接修复技术 4.1 缺陷去除4.1.1 去除缺陷宜采用机械方法，也可以采用碳弧气刨，但不允许使用气割方法。当采用碳弧气刨去除缺陷时： a) 宜采用直流电源反极性接法； b) 根据缺陷尺寸选择适宜的碳棒，一般碳棒直径应比要求的刨槽宽度小2mm4mm，通常使用的碳棒直径为6mm10mm； c) 碳弧气刨所用电流与碳棒直径的关系为：I=(3050)d式中：I碳弧气刨电流，A；d碳棒直径，mm。 d) 压缩空气压力为0.4MPa0.6MPa，并经过滤。 e) 缺陷较深或较宽时，应采取分段多层刨削的方法。 f) 采用碳弧气刨时应参照表2选定预热温度。 g) 缺陷去除后应用砂轮机将氧化层、渗碳层打磨掉，一般深度应不小于0.5mm，然后用着色法进展检验，确认缺陷已去除。 表 2 汽包焊接修复预热温度推荐表 钢号推荐预热温度钢号推荐预热温度20g10015016MnNiMoA15020022g10015019Mn510015014MnMoVg150200BHW3516020018MnMoNbg150180(大口径接收焊缝180230)SA299100150 4.1.2 汽包修复开槽的原则： a) 在彻底去除缺陷和便于施焊的条件下，尽量减小槽的尺寸。 b) 同一部位，当纵环焊缝都要修复时，开槽和焊接的顺序应先纵缝后环缝。 c) 较长的缺陷应分段开槽焊接，一般每段长度不超过500mm600mm为宜，应确保各槽端部相互重合不小于10mm。 d) 当条件许可时，距内壁外表近的缺陷从内外表开槽，距外壁外表近的从外外表开槽。 e) 槽两端及深度不同处均应采取斜坡过渡，斜坡角度以不大于30°为宜。槽底部应呈圆弧状，以利运条，相邻槽的距离应根据槽的宽度和深度确定，不宜太小，以防开裂。 f) 同一环缝一次开槽数量不宜太多，应考虑自重强度。4.1.3 汽包内壁腐蚀损伤等，宜从汽包内壁去除缺陷。4.2 焊接修复工艺焊条烘焙焊条应按说明书规定进展烘焙。烘焙后放入保温筒中随用随取。强度等级较高的焊条(E70*及以上)一般应当日烘焙，当日用完。4.2.2 焊前预热 a) 根据焊接工艺评定确定预热温度，也可参照表2选用。 b) 当环境温度较低或拘束较大时，预热温度应比表2的推荐值提高2050。 c) 接收座与汽包异种钢焊接时预热温度应按较高的一侧选择。 d) 可以采用整体预热，也可采用整段预热的方法。预热宽度在修复处两侧每边应不少于汽包壁厚的3倍。接收座修复时的预热宽度应自管座焊缝起每侧不少于汽包壁厚的3倍。整段预热时的保温*围应每侧不少于汽包壁厚的5倍。 e) 中选用超低氢焊条进展修复时，经过焊接工艺评定合格后，可以免除预热或降低预热温度。 f) 当汽包壁厚大于34mm时，可参照5.2的要求控制预热的升温速度和各部温差。 g) 施焊过程中层间温度应不低于预热温度，且不高于400。4.2.3 焊接顺序焊接顺序应为：先焊接汽包内壁，后焊接外壁；先焊接汽包纵向，次焊接环向；最后焊接接收座。焊接规*及运条施焊时，所用焊接参数应符合焊接工艺评定的规定，在保证熔合良好的情况下尽量采用较小的焊接规*。焊条摆动的宽度应不大于焊条直径的2倍，厚度不大于焊条直径加1mm。4.2.5 长深槽的焊接 a) 采用多层多道焊法，底层一般采用3.2mm焊条，施焊35层后可以用4mm焊条。对于不规整开槽，应采用小直径焊条先行填平补齐。 b) 汽包纵焊缝如有多处开槽时，应间跳进展焊接，环焊缝开槽采用双人对称焊接。 c) 焊道接头应相互错开。特别注意接头和收弧处的质量，收弧时应将熔池填满。 d) 对于填充量大的长深槽，必要时除底层和表层焊缝外，每道焊缝焊后可以立即进展锤击，锤头应呈圆弧状，锤痕应密布。 e) 应连续施焊及时后热，后热温度为350，保温2h。当被迫中断施焊，焊层高度又超过25mm时，应立即进展后热。 f) 当填充量较大，槽深又超过50mm时，为防止开裂，在焊至槽深的一半时可进展中间热处理。中间热处理的温度可与焊后热处理一样，也可以稍低，但不宜低于500。 g) 在修复过程中和中间热处理后，发现焊接缺陷应及时处理。4.2.6 大面积浅槽的焊接修复和镶嵌 a) 采用多层多道焊，先用3.2mm焊条填平补齐，再用3.2mm或4mm焊条充填，各层焊道应相互垂直。 b) 当焊接面积较大时，应将修复处划分为假设干小区，并间跳焊接，相邻小区的焊道方向应相互垂直，各层接头应错开。每道焊道焊后应立即进展锤击，以降低焊接剩余应力。 c) 面形缺陷严重时也可将缺陷部位割除，用同质等厚钢板镶嵌的方法进展修复。为防止应力集中，镶嵌钢板宜为圆形或椭圆形，并开双U形坡口。当镶嵌钢板为方形，则要求各角为圆角，其曲率半径应大于100mm。宜选用比母材强度低一个等级的焊接材料。采用钨极氩弧焊打底。适当提高预热温度。应选用较小的焊接规*，合理安排施焊顺序，增加锤击工艺，减少应力。镶嵌焊缝填焊深度至12或超过40mm时，应进展一次中间热处理。4.2.7 接收座焊缝缺陷修复 a) 接收座焊缝缺陷经打磨已穿透管壁厚度者，宜采用钨极氩弧焊打底电焊盖面的焊接方法； b) 大量焊接接收座(如更换接收座或胀接改焊接等)时，焊接顺序应合理安排，减少汽包筒体变形和降低焊接剩余应力，所有接收座焊缝应焊接二层或以上，不得采用单层单道焊缝； c) 在保证接头强度的前提下，焊缝外形宜为凹形角焊缝。4.2.8 焊接时本卷须知焊接过程中严禁在汽包或管座外表引弧、试验电流或随意焊接临时支撑物等。再次焊接修理焊接修复部位如发现超标缺陷，在分析原因、找出对策后再行挖补，但同一位置上的挖补次数不宜超过三次(含本次挖补在内)。再次进展焊接时应遵守以下规定： a) 彻底去除缺陷； b) 焊接时应适当提高预热温度2050和采取必要的措施，确保焊接质量； c) 焊接在热处理前进展，如已进展热处理，则返修后应重做热处理。4.2.10 汽包内部焊接在汽包内部进展焊接时，汽包内的温度、通风、防止触电及物品落入管中等项要求应遵守有关平安规程的规定。5 焊后热处理5.1 焊后热处理宜采用整体热处理，也可以采用整段热处理，不推荐局部热处理，热处理前应进展高温强度校核，防止产生永久变形。5.2 焊后热处理规*规定如下：5.2.1 加热温度按表3规定选用。 表 3 焊后热处理加热温度 钢号加热温度钢号加热温度20g55060016MnNiMoA60065022g55060019Mn555060014MnMoVg600650BHW3560065018MnMoNbg600650SA299550600 5.2.2 恒温时间由壁厚确定，按每1mm恒温3min计，但不得少于4h。5.2.3 加热和冷却速度按每分钟1.01.5控制。 加热、冷却和恒温时内外壁对应点温差不大于50，环带内任意两点温差不大于80。加热带外轴向温度梯度，每100mm不大于100。5.3 焊后热处理规*也可按焊接工艺评定的结果进展。5.4 焊后热处理时无法到达表3规定的加热温度时，允许采用较低温度(碳素钢不低于500，合金钢不低于550)，但应适当延长恒温时间。5.5 整体热处理时，测温点应至少在汽包三个断面各布置一组。每一断面按上、中、下三个位置，内、外壁对应布置。整段热处理时，测温点至少在汽包加热环带内布置一组。按上、中、下三个位置，内、外壁对应布置。5.6 焊后热处理时，推荐采用硅酸铝毡保温，不少于两层，厚度不小于40mm，层间接缝应错开，宜采用高温胶粘接。当采用整段加热时，相邻加热带重叠宽度不小于100mm。加热带保温层宽度应适当加大，以降低汽包轴向温度梯度。5.7 焊后热处理的测温必须准确可靠，宜采用自动温度记录和自动控温装置。5.8 热处理时应防止汽包内空气流通，凡阻碍膨胀的构件必须去除，加热中应经常检查汽包膨胀情况，严防膨胀受阻。5.9 应控制悬吊式汽包吊带的温度不超过400，吊带局部可裸露。5.10热处理过程的平安防护应按平安规程的有关要求执行，并设置平安围栏，防止与热处理工作无关人员进入现场。热处理现场应有防风、防雨措施。 6 质量检验 6.1质量检验应在最终热处理后进展。6.2 质量检验由焊接修复单位进展，质量验收由电厂进展。6.3外观检查焊缝应进展100%的外观检查，其质量应符合DLT 5069要求。焊缝边缘应圆滑过渡，焊缝外形尺寸应符合表4规定。 表 4 焊缝外形尺寸 mm 工程允许尺寸工程允许尺寸焊缝余高焊缝余高差焊缝宽度(比坡口增宽)贴角式角焊缝焊脚(贴角焊)贴角式角焊缝焊脚尺寸差334+(24)2坡口式角焊缝焊脚20mm>20mm坡口式角焊缝焊脚尺寸差20mm>20mm ±2±2.5 23注：为设计焊脚尺寸 焊缝外表缺陷应符合表5规定。对外观检查不合格的焊缝，不允许进展其他工程的检验，但可以进展修理。 表 5 焊缝外表缺陷允许*围 缺陷名称质量要求裂纹、未熔合、夹渣、气孔不允许咬边不要求修磨的焊缝(纵、环缝、接收焊缝等)深度0.5mm，焊缝两侧总长度：接收座焊缝全长10%，且40mm；纵环缝焊缝全长10%要求修磨的焊缝不允许 6.4 无损检验焊缝应进展100%的无损探伤检验其方法按GBT3323和GB11345，其质量评定按照以下标准进展：汽包纵环焊缝按1152标准评定，达I级标准合格。6.4.2 集中降水管焊缝按3144标准评定。接收座角焊缝按4730标准，无裂纹和未熔合即为合格。6.5 硬度检查硬度检查采取抽检的方式进展，当采用整体热处理时，抽检不少于两组(每组三点)；当采用整段热处理时，每段抽检不少于一组(每组三点)。硬度检验结果按DL5007标准评定。6.6 剩余应力的测量宜采用小孔释放法，测点不少于三点，如有T字接头，应优先考虑。热处理后修复区剩余应力值一般不超过100MPa，个别点不超过140MPa。6.7 面形缺陷焊接修复，在外表磨光后还应进展厚度测定。厚度测定结果，应满足汽包修复处的强度要求。6.8 汽包筒体圆度和挠度原则上按1609的规定，当原始圆度与挠度较大时，验收标准应由修复单位与电厂协商确定。6.9 汽包经焊接修复后，应按DL612的规定进展超水压试验，并到达合格标准。6.10 汽包修复工作完成后，其验收技术报告应报网、省级(自治区、直辖市)电力锅炉监察部门备案。 7 技术文件 应及时编制汽包焊接修复技术文件，并移交电厂有关部门，其内容包括：焊接前的全面检查和复查报告；焊接修复技术方案和总结报告；焊接工艺评定资料；焊接材料质量证明；焊工*明；修复工程记录图；焊接、热处理质量检验报告和热处理记录曲线图。 附录A (提示的附录) 汽包钢的成分、性能 常用汽包钢的化学成分，机械性能及常用数据见表A1、表A2、表A3。 表 A1 常用汽包钢的化学成分 钢号标准号化学成分CSiMnVNbMoCrNiPS%20gGB713860.240.150.300.350.650.03522g0.260.170.370.600.9016Mng0.120.200.200.601.201.6015MnVg0.100.180.200.601.201.600.040.1214MnMoVg0.100.180.200.601.201.600.050.150.040.6518MnMoNbg0.170.230.170.371.351.650.0250.0500.450.6520KTOCT5520-790.160.240.190.300.350.650.04022K0.190.260.170.370.701.0016(16MnNiMoA)0.120.180.170.370.801.10Cu0.150.350.400.550.301.001.300.0350.04019Mn5DIN1715519970.170.220.300.601.001.300.300.0419Mn6DIN1715519830.150.220.300.601.001.600.030.01Ti0.03Cu0.0300.0300.0300.030BHW35(13MnNiMo54) 0.160.100.501.001.600.010.200.400.200.400.601.000.025SA299(1989)ASME0.300.130.450.841.620.0350.040 表 A2 常用汽包钢的机械性能 钢号标准号厚度 mm抗拉强度bMPa屈服强度0.2MPa伸长率5%V形常温冲击功Ak,J冷弯试验a180°20gGB713199738604005402252327d=2a>6010039053020522d=2.5a10512018522g 6604205602652427d=2a16Mng 38604706202851927d=3a>601004405902652451810512015MnVg 38604906353351727d=3a14MnVg 30115635490116 d=3a18MnMoNbg 409510010563559049044016U形69d=3a20K 214040250923522524233130, d=1.5a4160>30, d=2.5a22K  4312652236d=3a16(16MnNiMoA)  500325   19Mn5DIN17155-1979 51063030019  19Mn6DIN17155-1983605106103353552031 60100490630315100150480630295BHW35(13MnNiMo54) 1001001251251505707403903803751839d=3.5aSA299(1989)ASME>2551565527519  13MnNiMoNb 1001001255697353923821839d=3.5a注：d为冷弯时的弯芯直径，a为试样厚度 表 A3-1 常用数据 钢号温度201002003004005006007008001000热导率W/(m·K)20g 50.748.646.142.338.935.5   16Mng53.251.147.744.039.636.0    18MnMoNbg 25.533.535.233.932.229.3   19Mn519Mn643434442393734   BHW35373939383735    室温下线膨胀系数·10-61/ 20g 11.1612.1212.7813.8313.9314.3814.8112.9313.1616Mng 8.3110.9912.3113.2213.7113.9414.00  14MnMoVg 12.112.713.213.814.314.6   18MnMoNbg 12.813.413.714.314.614.9   19Mn519Mn6 12.013.013.014.014.014.0   BHW35 12.212.813.413.913.914.3   电阻率p·mm2/m19Mn519Mn60.240.290.360.450.550.660.80   BHW350.260.330.400.470.590.71     表 A3-2 常用数据 钢号密度t/m3临界点AC1AC3Ar1Ar320g7.8273585568083516Mng7.85736849867  15MnVg 70072083085063078014MnMoVg 71088066580018MnMoNbg 73685064675619Mn519Mn67.85    BHW357.85     表 A3-3 常用数据 钢号温度20100200300400500600比定压热容cpkJ/(kg·K)20g 0.5110.481 0.5360.569 16Mng0.4600.4810.5230.5570.6070.678 19Mn519Mn60.460.460.520.560.610.680.76BHW35 0.480.500.520.530.55  附录B (提示的附录) 汽包钢焊接性资料 常用汽包钢的焊接性资料见表B。 表 B 常用汽包钢的焊接性资料 钢号碳当量%热影响区最高硬度HV斜Y坡口裂纹试验裂纹率%CeqPsr20预热10020预热100预热150预热18020g0.2980.348       22g0.360.41       16Mng0.3200.466 362     15MnVg0.3080.4711.90.8      14MnMoVg0.3900.6070.700.80383351100300 18MnMoNbg0.4750.6350.930.35      20K0.2180.348       22K0.3070.427       16(16MnNiMoA)0.4700.6430.750.25      19Mn50.3970.4971.700  1000  19Mn60.3270.4971.8351000     BHW35(13MnNiMo54)0.4470.6531.330.734.55150446 100100SA299(1989)0.440.57       注：Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)5+Ni+CuY15Ceq>0.5，对冷裂纹敏感 附录C (提示的附录) 焊条成分和性能 常用焊条、焊丝化学成分，机械性能见表C1、C2。 表 C1 常用焊条、焊丝化学成分 焊条型号(焊丝牌号)标准号化学成分%CMnSiNiCrMoVTiSPE4315GB51171.250.900.300.200.300.080.0350.040E5015GB51171.600.750.300.200.300.08E5515GGB51181.000.800.500.300.200.10  E6015GGB51181.000.800.500.300.200.10E7015GGB51181.000.800.500.300.200.10 E6015D1GB51180.121.251.750.600.250.450.0350.035E7015D2GB51180.151.652.000.600.250.45TIGJ50 0.060.121.201.500.600.85Ae0.070.15Zr0.040.10Re0.05(参加量) 0.200.350.0250.025 表 C2 常用焊条机械性能 焊条型号标准号抗拉强度bMPa屈服强度0.2Mpa延伸率5%V形缺口冲击功Ak温度冲击吸收功JE4315GB511742033022-3027E5015GB511749041022-3027E5515GGB511854044017E6015GGB511859053015E7015GGB511869059015E6015D1GB511859053015-5027 . z.